半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用命，低光視效能的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。

對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nLED燈m。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到白光。
配光技術使LED點光源擴展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞。透鏡與燈罩一體化設計。透鏡同時具備聚光與防護作用，避免了光的重復浪費，讓產(chǎn)品更加簡潔美觀。大功率led平面集群封裝，及散熱器與燈座一體化設計。充分保障了led散熱要求及使用壽命，從根本上滿足了LED燈具結構及造型的任意設計，LED燈具的鮮明特色。
一個典型的高光通量LED器件能夠產(chǎn)生幾流明到數(shù)十流明的光通量，更新的設計可以在一個器件中集成更多的LED，或者在單個組裝件中安裝多個器件，從而使輸出的流明數(shù)相當于小型白熾燈。例如，一個高功率的12芯片單色LED器件能夠輸出200lm的光能量，所消耗的功率在10~15W之間。
LED光源的應用非常靈活，可以做成點、線、面各種形式的輕薄短小產(chǎn)品；LED的控制極為，只要調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光；不同光色的組合變化多端，利用時序控制電路，更能達到豐富多彩的動態(tài)變化效果。LED已經(jīng)被廣泛應用于各種照明設備中，如電池供電的閃光燈、微型聲控燈、安全照明燈、室外道路和室內(nèi)樓梯照明燈以及建筑物與標記連續(xù)照明燈。